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溶接部の脚長とは?サイズとどう違う?脚長の基礎知識

溶接部の脚長をご存じでしょうか。溶接を行うとき必ず耳にする用語です。紛らわしい用語として、「サイズ」があります。溶接部の脚長とサイズを混同するケースも多くみられます。溶接部の脚長がどの部分か、理解しないと大変です。今回は、そんな溶接部の脚長について説明します。


溶接部の脚長とは?

溶接部の脚長とは、溶接を行ったときの、溶接金属の長さを言います。


下左図をみてください。垂直プレートと水平プレートを隅肉溶接しました。溶接部の脚長とは、図に示す「L」の長さです。では、皆さんが混同しやすい「サイズ」とは、どう違うのでしょうか。

溶接部の脚長


上右図に、溶接部の拡大図を描きました。溶接部のサイズは、「縦と横の脚長の、小さい方の値」です。サイズは、縦と横で必ず等辺となるよう設定します(二等辺三角形となる)。つまり、自然と脚長の小さい方の値がサイズとなります。


もし、縦と横で脚長の長さがピッタリ同じなら、その脚長がそのままサイズです。


近年、溶接機械の導入により早く正確に溶接を行えるようになりました。それでも縦と横で溶接の脚長が違うことがあります。あるいは重力の影響で、縦よりも横の脚長が大きくなりやすいです。


サイズは記号で「S」、脚長は「L」で表します。また、LとSの差(脚長とサイズの差)は「ΔS」です。溶接部のサイズは、鋼材の厚みや構造計算により決定されます。一方、溶接部の脚長は「実際に溶接を行ったときの、溶接金属の長さ」です。大切なのは、設計サイズを満足するような脚長がとれているか、ΔSは許容差に納まっているか、と言う点です。

溶接部の脚長とサイズの関係

溶接部の脚長とサイズの関係は、溶接ビード(※)の形状によって変わってきます。


※ビードとは、簡単に言うと溶接部の盛り上がりの部分。


下図をみてください(参考文献はJASS6。JASS6に関しては、こちらの記事が参考になります。JASS6 リンク)。なお、実際の脚長をL、設計時のサイズをS、溶接した実際のサイズをS'とします。

溶接の脚長の種類


ケース1は、一般的な溶接金属の形状です。縦と横で脚長が同じ長さ(二等辺三角形をなす)のため、脚長=サイズです。しかし、設計サイズSと異なります。脚長はサイズより大きいからOK、というものではなく脚長と設計サイズの差も許容値に納める必要があります。(許容差は後述します)


ケース2は横の脚長が長いですね。横の脚長がいくら長くてもサイズは大きくなりません。サイズは「縦と横で等辺となる」からです。ケース1と同様にΔSの確認が必要です。


ケース3は「へこみ形」と言われる形状です。一見、脚長と設計サイズが同じ長さなので良さそうですが、真ん中がへこんでいます。この場合、真のサイズは、最も凹んでいる部分で接線を引き、縦と横で二等辺を成す長さです。


つまり、「設計時のサイズを満足していません」。のど厚やサイズ不足のため、やり直しが必要です。

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溶接サイズの管理許容差と限界許容差

脚長とサイズの差ΔSは、2つの許容差を満足させます。1つは管理許容差、2つめは限界許容差です。それぞれ下記の意味と値です。

管理許容差

全製品中の95%以上の製品が満足するような製作・施工上の目標値。

0≦ΔS≦0.5SかつΔS≦5mm

限界許容差

これを超えてはならない値

0≦ΔS≦0.8SかつΔS≦8mm

溶接部のサイズは、母材の板厚からを求める

これまで溶接の脚長とサイズを説明しましたが、溶接部のサイズはどのように計算するのでしょうか。細かな基準はありますが、目安を知る方法があります。それは、

溶接サイズ=板厚×0.7


このとき、板厚とは厚いほうの値です(当たり前ですが、板厚が同じであれば、そのままの値です)。


また下記の基準などを満足するよう、隅肉溶接のサイズは普通標準図に明記されています(要は、いちいち計算しない。但し構造計算で必要があれば特記する)。


隅肉溶接サイズは薄い方の母材の厚さ以下とする

板厚6mm以上の場合、隅肉溶接サイズは4mm以上かつ1.3√t以上

上記のtとは、厚い方の板厚を示す

まとめ

今回は溶接部の脚長について説明しました。脚長とサイズは何となく似ているので覚えにくい用語です。脚長は「実際の溶接金属の長さ」、サイズは「縦と横で等辺を成す長さ」です。この手の問題は、図的に理解すると良いでしょう。

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